[发明专利]一种用于臭氧消减涂料去除效益的评价方法

权利要求书

1.一种用于臭氧消减涂料去除效益的评价方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、首先采用固定床连续流反应器对臭氧催化分解催化剂进行实验室性能评估；

步骤2、对添加有不同用量催化剂的涂料采用SEM能谱进行元素能量扫描，分析所述催化剂在涂料表面的暴露比S_b以及对臭氧的摄取率M、涂抹单位面积催化涂料的臭氧消减效果N；

步骤3、利用催化涂料涂抹在待测建筑物表面，并得到待测建筑物的外形尺寸、建筑规模、总面积信息；

步骤4、建立不同气象条件下催化涂料涂抹的待测建筑物表面的臭氧浓度分布梯度，并确定待测建筑物的臭氧消减边界距离及涂抹单位面积的催化涂料的臭氧消减效果N；

步骤5、为确定所述待测建筑物的臭氧消减边界距离的准确性，利用面积相当的参考建筑物，并结合外场流域的流场模拟的浓度梯度分布情况进行对比验证，修正步骤4模拟得到的数据。

2.根据权利要求1所述用于臭氧消减涂料去除效益的评价方法，其特征在于，在步骤1中，对臭氧催化分解催化剂进行实验室性能评估的过程为：

所述催化剂需要对100ppm臭氧常温、空速大于1000h^-1条件下分解为氧气的效率90％。

3.根据权利要求1所述用于臭氧消减涂料去除效益的评价方法，其特征在于，

在步骤2中，暴露比S_b的计算公式为：

式中：S表示催化剂在涂料表面暴露的面积；S₀表示用于测量的添加有催化剂的涂料的面积；

臭氧的摄取率M采用如下方式获得：

利用盒子模型在入口处通入浓度为A ppm的O₃，测量出口处O₃的浓度为B ppm，由此计算出O₃浓度的消减量为C ppm；

在该过程中臭氧消减量均为催化剂摄取的臭氧全部转化而来，则催化涂料的臭氧摄取率M为：

式中：M表示催化涂料对O₃的摄取率。

4.根据权利要求1所述用于臭氧消减涂料去除效益的评价方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程为：

首先统计当地风速、风向、臭氧扩散速率条件，以典型的3-5类建筑作为代表进行建模，计算出催化涂料的涂抹面积d，单位m²，利用Fluent软件加入以上因素进行催化涂料的臭氧消减效果分析，即在入口处设置多组以速度大小、方向以及不同浓度的臭氧a，单位为ppb，为条件的入口边界条件，以臭氧分解的零级反应为反应机理，用不同的指前因子、活化能为催化涂料的反应速率，模拟出待测建筑表面的臭氧浓度梯度分布情况以及出口处的臭氧浓度b，单位为ppb；

判定臭氧浓度不再发生变化的距离，即臭氧消减边界，再分别建立不同气象条件下催化涂料涂抹的待测建筑物表面的臭氧浓度分布梯度，即绘制出不同风速、风向下以待测建筑的催化涂料表面为原点，建立催化涂料表面的纵向臭氧浓度分布梯度图；

最终确定不同气象因素、臭氧扩散速率条件下，以臭氧浓度分布梯度图中臭氧浓度稳定的最远距离为该催化涂料的臭氧消减距离，再通过计算得出涂抹单位面积的催化涂料的臭氧消减效果N：

式中：N表示涂抹单位面积的催化涂料的臭氧消减效果，单位为ppb·m^-2。

5.根据权利要求1所述用于臭氧消减涂料去除效益的评价方法，其特征在于，在步骤5中，具体是以面积相当的参考建筑物墙面进行催化涂料喷涂，设置不同高度、不同间距的臭氧浓度监测点位；

将同一间距下不同高度处的臭氧浓度监测值取平均值作为该间距下实测的臭氧浓度值；

最后利用实测的臭氧浓度值P与间距距离I数据，得到关系式为：P＝kI²+m，其中，k，m均为常数；并根据该关系式绘制出建筑物催化涂料表面纵向实测的臭氧浓度分布梯度图，由此确定催化涂料的最远消减边界；

通过对比实测与模拟的数据差异，改变模拟中网格数量、调整算法模型，使得模拟与实测的数据相吻合。

6.根据权利要求1所述用于臭氧消减涂料去除效益的评价方法，其特征在于，所述方法还包括：

建立催化涂料的涂抹面积成本与臭氧消减收益的关系、以及致病率之间的关系，结合统计绘图选择出经济效益、健康效益、环保收益最大化的合理方案，为当地的臭氧消减工作提供保障。